CN108691711B - 用于车辆的预热塞及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及了用于车辆的预热塞及其控制方法。一种避免与所喷入的燃料产生干扰的车辆的预热塞包括：预热棒，其具有凸入所述燃烧室的一端以选择性地预热所述燃烧室；波纹管，其包围所述预热棒以保持预热棒插入燃烧室的区域的气密性；压电元件，其选择性地拉动或推动所述预热棒的另一端；以及控制器，其控制所述压电元件的形变以及通过所述预热棒对所述燃烧室的预热。

Description

用于车辆的预热塞及其控制方法

与相关申请的交叉引用

本申请基于2017年4月4日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2017-0043592号，并要求该申请的优先权权益，所述申请的所有内容以引用的方式并入本文。

技术领域

申请涉及车辆的预热塞及控制方法。更具体地，本申请涉及一种避免与所喷入的燃料产生干扰的预热塞及其控制方法。

背景技术

通常，预热塞是用于预热柴油发动机的燃烧室的装置。

在柴油发动机中，由于气体压缩热使燃料点火发生，所以在突然接通电动机时，会无法启动电动机。因此，在通过将电流施加至预热塞而将燃烧室的内部预热至800℃或以上后，喷入燃料以进行发动机点火和电动机启动。在启动电动机前操作预热开关以后，驾驶员通常在警告灯关断时确认完成预热。

近来，能够通过金属预热装置而瞬间提高燃烧室的温度。但是，为了改善燃料消耗率并减少废气的有害物质，可能难以避免由于燃料通过多组件喷射器使燃烧室内燃料的喷射面积增加等原因导致的凸入燃烧室的预热塞与燃料之间的干扰。

公开于本部分的上述信息仅仅旨在加深对本申请背景技术的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本申请致力于提供一种避免与燃烧室中所喷入的燃料产生干扰的预热塞及其控制方法。

根据本申请示例性实施方案的车辆的预热塞，其预热发动机的燃烧室，并且其包括：预热棒，其具有凸入所述燃烧室的一端以选择性地预热所述燃烧室；波纹管，其包围所述预热棒以保持预热棒插入燃烧室的区域的气密性；压电元件，其选择性地拉动或推动所述预热棒的另一端；以及控制器，其控制所述压电元件的形变以及通过所述预热棒对所述燃烧室的预热。

所述预热棒可以由金属材料形成，以通过接收电流而预热所述燃烧室。

所述波纹管可以由弹性材料形成，以封闭所述预热棒插入所述燃烧室的区域。

所述压电元件可以根据施加至所述压电元件的电压而变形。

如果所述控制器降低施加至所述压电元件的电压，那么所述压电元件可以伸展并触及所述预热棒的另一端，使得所述预热棒的一端凸入所述燃烧室。

所述波纹管可以在收缩同时保持气密性。

所述控制器可以将电流施加至所述预热棒，并且所述燃烧室预热。

如果所述控制器提高施加至所述压电元件的电压，那么所述压电元件可以收缩以拉动所述预热棒的另一端，使得所述预热棒的一端可以从所述燃烧室抽出。所述控制器可以解除施加至所述预热棒的电流。

所述波纹管可以在伸展同时保持气密性。

根据本申请的示例性实施方案的车辆的预热塞可以进一步包括：绝缘构件，其布置在所述压电元件周围，从而使所述压电元件与周围绝缘。

一种根据本申请的示例性实施方案的预热塞的控制方法，所述预热塞包括预热棒和压电元件，所述预热棒选择性地凸入发动机的燃烧室以预热所述燃烧室，所述压电元件变形以拉动或推动所述预热棒，所述控制方法包括：测量冷却液的温度，进气的温度和涡轮的出口温度；使所述预热棒凸入所述燃烧室；以及使所述预热棒从所述燃烧室抽出。

所述控制方法可以在车辆的通电接通时开始。

所述控制方法可以在车辆的通电关断时结束。

如果所述冷却液的温度，所述进气的温度和所述涡轮的出口温度中的任一没有达到相应的预定温度，那么所述预热棒可以根据所述压电元件的变形而凸入所述燃烧室。

如果所述预热塞凸入所述燃烧室，那么电流可以施加至所述预热棒以使得所述燃烧室可以预热。

如果所述冷却液的温度，所述进气的温度和所述涡轮的出口温度全部达到相应的预定温度，那么所述预热棒可以根据所述压电元件的变形而从所述燃烧室抽出。

附图说明

图1为根据本申请的示例性实施方案的预热塞的示意图。

图2为根据本申请的示例性实施方案的预热塞不进行燃烧室预热的状态的工作图。

图3为根据本申请的示例性实施方案的预热塞的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将参考附图对本申请的示例性实施方案进行详细描述。

图1为根据本申请的示例性实施方案的预热塞的示意图。

如图1所示，根据本申请的示例性实施方案的预热塞20设置为预热发动机1的燃烧室10，并且包括预热棒22、波纹管24、压电元件26和绝缘构件28。

另一方面，作为形成在活塞19与发动机1的汽缸的汽缸盖之间的空间并且在其中进行燃料点火的燃烧室10对于具有本领域普通知识的人员(即本领域普通技术人员)是显而易见的，因此将省略其详细解释。

预热棒22具有选择性地凸入燃烧室10的一端。预热棒22接收电流，从而起预热燃烧室10的作用。此外，预热棒22可以是导热性高的金属材料，从而有利于预热燃烧室10。此外，预热棒22可以形成为在一个方向伸长的棒状，从而容易凸入燃烧室10中。

波纹管24设置为包围预热棒22。例如，如果预热棒22是圆柱形状，那么预热棒22插入波纹管24的中空部分内，并且波纹管24布置为包围预热棒22的外圆周。波纹管24的作用是保持预热棒22插入燃烧室10的区域的气密性。也就是说，波纹管24防止高压气体在插入孔17(该插入孔17形成为使预热棒22插入到燃烧室10)与预热棒22之间泄露。此外，波纹管24可以由具有弹性的合成树脂材料形成，从而封闭插入孔17所形成的区域。此处，主要用于在封闭并密封其间的流体的同时使流体在轴线方向流动的波纹形状对于本领域普通技术人员是显而易见的，因此将省略其详细解释。

压电元件26设置为在波纹管24的中空部分内接触预热棒22的另一端。此处，压电元件26产生与所施加的电压成比例的变形，或者通过向压电元件施加压力或扭曲而产生电压，并且根据本申请示例性实施方案的压电元件26根据所施加的电压而变形。

绝缘构件28绕着压电元件26布置，从而使压电元件26与周围绝缘。

图1示出预热棒22的一端凸入燃烧室10从而进行燃烧室10的预热。

如果施加至压电元件26的电压降低，那么压电元件26在沿着预热棒22的长度方向伸展的同时推动预热棒22的另一端。因此，预热棒22的一端通过插入孔17凸入燃烧室10，并且波纹管24在收缩的同时保持气密性。在这种情况下，电流施加至预热棒22，从而使得燃烧室10预热。图1示意性地示出了将电压和电流施加至压电元件26和预热棒22的电源的正极(+)和负极(-)。

图2为根据本申请的示例性实施方案的预热塞不进行燃烧室预热的状态的工作图。

如图2所示，如果施加至压电元件26的电压升高，那么压电元件26在沿着预热棒22的长度方向收缩的同时拉动预热棒22的另一端。因此，预热棒22的一端通过插入孔17从燃烧室10抽出，并且波纹管24在伸展的同时保持气密性。在这种情况下，解除施加至预热棒22的电流。

图3为根据本申请的示例性实施方案的预热塞的控制方法的流程图。

如图3所示，根据本申请的示例性实施方案的预热塞20的控制方法在车辆的通电接通(Key On)期间开始(S100)，控制器50测量：冷却发动机1的冷却液的温度、吸入发动机1中的空气(进气)的温度以及涡轮的出口温度(S110)，通过涡轮增压器的涡轮(未示出)的气体从所述出口流出。此处，控制器50可以是普通的电子控制单元(ECU)，该ECU对车辆的电子设备的控制进行完全控制。而且，通过布置在每个部件的(未示出的)温度传感器而进行这些测量对于本领域普通技术人员是显而易见的。

在步骤S120中，如果冷却液的温度低于预定的冷却液温度，进气的温度低于预定的进气温度，或涡轮的出口温度低于预定的涡轮温度，随着控制器50控制降低施加至压电元件26的电压，进行使预热塞20的预热棒22凸入燃烧室10的操作(S130)。此处，预定的冷却液温度、预定的进气温度和预定的涡轮温度是由本领域普通技术人员预定的温度。也就是说，如果冷却液温度、进气温度和涡轮的出口温度中的任一没有达到由本领域普通技术人员预定的温度，进行使预热塞20的预热棒22凸入燃烧室10的操作(S130)。换而言之，在发动机1冷时进行使预热塞20的预热棒22凸入燃烧室10的操作。在这种情况下，控制器50将电流施加至预热棒22，并且燃烧室10预热。

在步骤S120中，如果冷却液温度达到预定的冷却液温度或更高，进气温度达到预定的进气温度或更高，且涡轮的出口温度达到预定的涡轮温度或更高，随着控制器50控制升高施加至压电元件26的电压，进行使预热塞20的预热棒22从燃烧室10抽出的操作(S140)。也就是说，在发动机1变热时进行使预热塞20的预热棒22抽出的操作。因此，在发动机1变热时，供应至发动机1的燃料通过燃料喷射器15喷入燃烧室10而不与预热棒22产生干扰。在这种情况下，控制器50解除施加至预热棒22的电流。

另一方面，根据本申请的示例性实施方案的预热塞20的控制方法可以在车辆的通电关断(Key Off)时结束。

如上所述，根据本申请的示例性实施方案，预热棒22仅在需要预热燃烧室10时凸入燃烧室10中，因此在发动机1不需要预热燃烧室的状态下，可以避免喷入燃烧室10的燃料与预热棒22之间的干扰。因此，可以改善发动机的燃料消耗并且可以提高燃烧室的预热效率。

虽然参考目前被视为是实际的示例性实施方案描述本发明，应理解本发明并不限于所公开的实施方案，相反，本发明旨在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围之内的各种修改形式和等效形式。

Claims (17)

1.一种车辆的预热塞，其预热发动机的燃烧室，并且其包括：

预热棒，其具有凸入所述燃烧室的一端以选择性地预热所述燃烧室；

波纹管，其包围所述预热棒以保持预热棒插入燃烧室的区域的气密性；

其特征在于，所述预热塞进一步包括：

压电元件，其选择性地拉动或推动所述预热棒的另一端；以及

控制器，其控制所述压电元件的形变以及通过所述预热棒对所述燃烧室的预热。

2.根据权利要求1所述的车辆的预热塞，其中：

所述预热棒由金属材料形成，以通过接收电流而预热所述燃烧室。

3.根据权利要求1所述的车辆的预热塞，其中：

所述波纹管由弹性材料形成，以封闭所述预热棒插入所述燃烧室的区域。

4.根据权利要求1所述的车辆的预热塞，其中：

所述压电元件根据施加至所述压电元件的电压而变形。

5.根据权利要求4所述的车辆的预热塞，其中：

如果所述控制器降低施加至所述压电元件的电压，那么所述压电元件伸展并触及所述预热棒的另一端，使得所述预热棒的一端凸入所述燃烧室。

6.根据权利要求5所述的车辆的预热塞，其中：

所述波纹管在收缩同时保持气密性。

7.根据权利要求5所述的车辆的预热塞，其中：

所述控制器将电流施加至所述预热棒，并且所述燃烧室预热。

8.根据权利要求4所述的车辆的预热塞，其中：

如果所述控制器提高施加至所述压电元件的电压，那么所述压电元件收缩以拉动所述预热棒的另一端，使得所述预热棒的一端从所述燃烧室抽出。

9.根据权利要求8所述的车辆的预热塞，其中：

所述控制器解除施加至所述预热棒的电流。

10.根据权利要求8所述的车辆的预热塞，其中：

所述波纹管在伸展同时保持气密性。

11.根据权利要求1所述的车辆的预热塞，其进一步包括：

绝缘构件，其布置在所述压电元件周围，从而使所述压电元件与周围绝缘。

12.一种预热塞的控制方法，所述预热塞包括预热棒和压电元件，所述预热棒选择性地凸入发动机的燃烧室以预热所述燃烧室，所述压电元件变形以拉动或推动所述预热棒，所述控制方法包括：

测量冷却液的温度，进气的温度和涡轮的出口温度；

使所述预热棒凸入所述燃烧室；以及

使所述预热棒从所述燃烧室抽出。

13.根据权利要求12所述的预热塞的控制方法，其中：

所述控制方法在车辆的通电接通时开始。

14.根据权利要求12所述的预热塞的控制方法，其中：

所述控制方法在车辆的通电关断时结束。

15.根据权利要求12所述的预热塞的控制方法，其中：

如果所述冷却液的温度，所述进气的温度和所述涡轮的出口温度中的任一没有达到相应的预定温度，那么所述预热棒根据所述压电元件的变形而凸入所述燃烧室。

16.根据权利要求15所述的预热塞的控制方法，其中：

如果所述预热塞凸入所述燃烧室，那么电流施加至所述预热棒以使得所述燃烧室预热。

17.根据权利要求12所述的预热塞的控制方法，其中：

如果所述冷却液的温度，所述进气的温度和所述涡轮的出口温度全部达到相应的预定温度，那么所述预热棒根据所述压电元件的变形而从所述燃烧室抽出。

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